Самодельное устройство для зарядки автомобильных аккумуляторов

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

У каждого автомобилиста рано или поздно возникают проблемы с аккумулятором. Не избежал этой участи и я. После 10 минут безуспешных попыток завести свой автомобиль решил, что необходимо приобрести или сделать самому зарядное устройство. Вечером сделав ревизию в гараже и найдя там подходящий трансформатор решил делать зарядку сам.

Там же среди ненужного барахла нашел и стабилизатор напряжения от старого телевизора, который по моему мнению чудесно подойдет в качестве корпуса.

Проштудировав бескрайние просторы Интернета и реально оценив свои силы выбрал наверное самую простую схему.

Распечатав схему пошел к соседу, увлекающемуся радиоэлектроникой. Он в течение 15 минут набрал мне необходимые детали, отрезал кусок фольгированного текстолита и дал маркер для рисования плат. Затратив около часа времени, я нарисовал приемлемую плату (монтаж просторный размеры корпуса позволяют). Как травить плату рассказывать не буду, об этом много информации. Я же отнес своё творение соседу, и он мне её протравил. В принципе можно было купить монтажную плату и все сделать на ней, но как говорят дареному коню ….
Просверлив все необходимые отверстия и выведя на экран монитора цоколевку транзисторов я взялся за паяльник и спустя примерно час у меня была готовая плата.

Диодный мостик можно купить на рынке, главное чтобы он был рассчитан на ток не менее 10 ампер. У меня нашлись диоды Д 242 их характеристики вполне подходят, и на кусочке текстолита я спаял диодный мост.

Тиристор необходимо устанавливать на радиатор, так как при работе он заметно греется.

Отдельно должен сказать про амперметр. Его пришлось покупать в магазине, там же продавец консультант подобрал и шунт. Схему решил немного доработать и добавить переключатель, чтобы можно было измерять напряжение на аккумуляторе. Здесь тоже понадобился шунт, но при измерении напряжения он подключается не параллельно, а последовательно. Формулу расчета можно найти в Интернете, от себя добавлю, что большое значение имеет мощность рассеивания резисторов шунта. По моим расчетам она должна была быть 2,25 ватт, но у меня грелся шунт мощностью 4 ватта. Причина мне неизвестна, не хватает опыта в подобных делах, но, решив, что в основном мне нужны показания амперметра, а не вольтметра я с этим смерился. Тем более что в режиме вольтметра шунт заметно нагревался секунд за 30-40. Итак, собрав все необходимое и проверив все на табуретке, я взялся за корпус. Полностью разобрав стабилизатор я вынул всю его начинку.

Разметив переднюю стенку я просверлил отверстия под переменный резистор и переключатель, потом сверлом маленького диаметра по окружности просверлил отверстия под амперметр. Острые края доработал напильником.

Немного поломав голову над расположением трансформатора и радиатора с тиристором, остановился на таком варианте.

Прикупил еще пару зажимов «крокодил» и все-зарядка готова. Особенностью данной схемы является то что она работает только под нагрузкой, поэтому собрав устройство и не найдя напряжения на выводах вольтметром не спешите меня ругать. Просто повесьте на выводы хотя бы автомобильную лампочку, и будет вам счастье.

Трансформатор берите с напряжением на вторичной обмотке 20-24 вольта. Стабилитрон Д 814. Все остальные элементы указанны на схеме.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Как часто автовладельцы не могут завести четырехколесного любимца из-за отсутствия заряда в аккумуляторе? Конечно, если этот казус приключился в гараже возле зарядного агрегата или поблизости есть друг с автомобилем, готовый помочь запустить стартер, особых проблем не предвидится.

Куда хуже обстоят дела, если ни первый, ни второй вариант вы реализовать не можете, особенно от этого страдают автомобилисты, не имеющие возможности приобрести дорогостоящее зарядное заводского производства. Но и в этом случае можно найти решение, если сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Преимущества и недостатки самодельного устройства

Главным преимуществом самодельного зарядного устройства является его дешевизна, даже если вы не имеете всех необходимых деталей, экономия будет ощутимой. Также значительным плюсом является возможность использования ненужных приборов и устройств в качестве источника материалов для самодельного ЗУ.

К недостаткам самодельной зарядки аккумуляторов следует отнести несовершенство в эксплуатации. Увы, но модель не может самостоятельно отключаться при достижении максимального заряда, поэтому вам придется контролировать этот процесс или дополнить изобретение самодельной автоматикой, что под силу опытным радиолюбителям.

Параметры устройства

Как вам хорошо известно, вся сеть в авто питается низким напряжением 12В постоянного тока, но уровень зарядки автомобильного аккумулятора должен находиться в диапазоне от 13 до 15В. Ток заряда на выходе устройства должен составлять порядка 10% от емкости источника питания. Если ток окажется меньше, заряд все равно будет происходить, но процедура продлиться гораздо дольше. Поэтому выбор элементов для зарядного устройства должен отталкиваться от рабочих параметров конкретной модели свинцовых АКБ и сети, к которой оно будет подключаться.

Что нужно для ЗУ?

Конструктивно зарядное устройство включает в себя такие элементы:

Главным элементом является двухобмоточный трансформатор, если у вас имеется агрегат с большим числом обмоток, можно использовать и его, но остальные катушки окажутся незадействованными. Помимо классических вполне подойдут и импульсные трансформаторы, взятые из китайской электроники.
Так как напряжение на выходе из трансформатора получится переменным, а для подзарядки аккумулятора требуется постоянное, вам понадобится выпрямитель. В данном примере мы соберем его самостоятельно из четырех диодов, но если у вас имеется подходящая модель, можете установить ее.
В зависимости от расстояния и величины вторичного напряжения, вам могут пригодиться соединительные провода, а для самостоятельной намотки еще и медный проводник в лаковой изоляции.
Амперметр и вольтметр для контроля основных величин на выходе, их можно проверять и обычным мультиметром, но это потребует излишних затрат времени, поэтому куда проще установить стационарные приборы. Рис. 1: измерение с помощью мультиметра
Автоматика отключения может выполняться посредством реле напряжения или тока. Реагирует на заполнение емкости батареи и отключает автоматическое ЗУ. Вместе с реле можно установить автомобильную лампочку или светодиод для регистрации окончания заряда.
Переменный резистор или переключатель для регулировки тока во вторичной цепи зарядного агрегата. Необходим, если вы собираетесь использовать зарядное устройство для аккумуляторов разного типа или если вам сложно рассчитать рабочие параметры и их придется подстраивать.

Читать еще: Как сделать чтобы антенна ловила больше каналов

Рис. 2: Пример установки регулировочного резистора

Если вы собираетесь зарядить аккумулятор одни раз, можно использовать только первые три элемента, для постоянного использования будет удобнее иметь, хотя бы контрольные приборы. Но, прежде чем собрать все это в единую конструкцию, вам необходимо убедиться, что параметры зарядного устройства после сборки будут соответствовать вашим потребностям. Первым, что должно соответствовать, является трансформатор зарядного приспособления.

Если трансформатор не подходит

Далеко не всегда в гараже или дома вы встретите именно такой трансформатор, который будет питаться от 220В и выдавать на выходных клеммах 13 – 15В. Большинство моделей, используемых в обиходе, действительно имеют первичную катушку на 220В, но на выходе может быть любой номинал. Чтобы это исправить вам потребуется изготовить новую вторичку.

Для начала пересчитайте коэффициент трансформации по формуле: U₁/U₂ = N₁/N₂ ,

где U₁ и U₂ – напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно;

N₁ и N₂ – количество витков в первичке и вторичке соответственно.

К примеру, электрическая машина используется в качестве блока питания на 42В, а вы хотите получить для зарядного устройства 14В. Следовательно, вам необходимо при 480 витках в первичке, сделать 31 виток на вторичке зарядного. Этого можно добиться как путем сокращения числа витков, удалив лишние, так и путем намотки новой. Но первый вариант не всегда подходит, так как сечение обмотки трансформатора может не выдержать силу тока с меньшим числом витков.

Где U₁ и U₂ – напряжение на первичной и вторичной обмотке, I ₁ и I ₂ – ток, протекающий в первичке и вторичке.

Как видите, с понижением числа витков и напряжения на вторичной обмотке сила тока в ней пропорционально возрастет. Как правило, запаса по сечению не хватает, поэтому после определения силы тока под нее подбирают новый проводник из данных таблицы:

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Делаем самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Запуск двигателя автомобиля производит стартер при помощи аккумуляторной батареи. Эта важная деталь с течением времени и в зависимости от температурных условий способна разряжаться и терять емкость. Иногда севшая АКБ застает автолюбителя врасплох, но исправить ситуацию поможет зарядное устройство, которое можно купить в любом автомагазине.

Преимущества и недостатки перед готовым изделием

Большое число автолюбителей предпочитают изготовить зарядку для АКБ своими руками по следующим причинам:

Низкая себестоимость из-за дешевизны комплектующих.
Простота эксплуатации и надежность.

Самодельная конструкция имеет и свои недостатки, такие как отсутствие у большинства схем различных режимов работы, функции автоматической зарядки и защиты от несоблюдения полярности. Но для многих владельцев авто они отходят на второй план по причине того, что устройство успешно справляется с зарядкой АКБ в течение 10 часов.

Принцип действия

Пуско-зарядное устройство состоит из главных узлов – трансформатора и выпрямителя, которые преобразуют переменное напряжение 220 В, и подают ток тех же параметров до полного заряда батареи.

Что потребуется для изготовления?

Для сборки своими руками устройства зарядки АКБ, потребуются:

Трансформатор TH61-22, в котором обмотки соединены последовательно. Он характеризуется КПД не ниже 0,8, и силой тока, не превышающей 6 А. Для этого хватит устройства, мощность которого 150 Вт. Трансформатор на вторичной обмотке должен выдавать напряжение до 20 В с силой тока 8 А. Если не удалось найти готового устройства с необходимыми параметрами, можно использовать любой трансформатор нужной мощности, в котором своими руками перемотать вторичную обмотку, что позволит получать необходимые выходные характеристики тока.
Конденсаторы серии МБГЧ, работающие с напряжением не менее 350 В, и поддерживающие переменное напряжение.
Диоды, рассчитанные на ток около 10 А.
Прибор для изменения напряжения. Для этого подходит амперметр, работающий с постоянным током, или электромагнитная головка, аналогичная М24.

Схема простого ЗУ

Одной из самых популярных пуско-зарядных устройств является прибор, собранный на конденсаторной схеме. Он отличается достаточно высоким КПД, не выделяет во время эксплуатации тепло, отличается стабильным током, не зависящим от заряда и колебаний подачи, и защищен от коротких замыканий.

Поэтапная сборка

Создать один из вариантов пуско-зарядного устройства своими руками можно согласно следующей инструкции:

Выбирается подходящая схема прибора для зарядки аккумулятора (в данном случае конденсаторная).
Подбирается подходящий корпус, в котором можно разместить плату с деталями прибора и трансформатор. Им может стать корпус миллиамперметра, из которого убирают содержимое кроме стрелочного компонента.
Трансформатор крепят винтами на алюминиевую пластину, которая закрепляется к корпусу.
Вовнутрь корпуса устанавливают текстолитовую пластинку, с закрепленными на ней конденсаторами, реле, и другими деталями.
На корпус крепят регулятор напряжения и выводы для клемм.
Снаружи крепят массивный алюминиевый радиатор для охлаждения силовых диодов, а также предохранитель и вилку для подачи питания.
Шкала вольтметра может не подойти для необходимых измерений, и тогда на плотной основе изготавливается новая и клеится поверх существующей.
Все детали соединяют друг с другом согласно схеме.
Провода с «крокодилами», идущие от ЗУ к АКБ, должны быть не менее 1 мм в сечении.

Читать еще: Картофелесажалка для трактора мтз 82 своими руками

Оценка эффективности

При желании, эффективность прибора можно повысить за счет выбора более сложной схемы, которая даст возможность работы в различных режимах, в том числе и автоматическом, а также с функциями защиты от короткого замыкания, перегрева и перезаряда батареи.

Еще один вариант на видео

Другие варианты схем и их сборка

Наибольшей популярностью из-за простоты и эффективности пользуются следующие устройства:

Зарядное из корпуса БП компьютера. Подойдет блок питания, превышающий по мощности 150 Вт, так как чтобы зарядить АКБ, нужен ток, составляющий 10% от емкости аккумулятора. В конструкцию необходимо внести следующие изменения:

Отсоединить ненужные выводы (-5 и +5 В, -12 и +12 В);
Резистор R1 заменить на подстрочный с характеристикой 27 кОм;
Напряжение +12 В снимается с верхнего вывода;
Сзади ставят потенциометр-регулятор и выпускаются сетевой провод со шнурами и «крокодилами».

Зарядка для АКБ, изготовленная из БП компьютера, делает невозможной перезарядку или перегрев АКБ. Если она будет применяться только согласно своему предназначению, ампер- и вольтметр можно не устанавливать, а во время зарядки человеческое вмешательство не требуется.

Похожий вариант показан на видео

Простая зарядка, изготовленная из 12-вольтового адаптера. В данном случае его схема не понадобится, но нужно учесть его выходное напряжение должно быть равно напряжению АКБ, иначе она заряжаться не будет. На провода адаптера одевают «крокодилы», в которых цветом или другим способом помечают полярность. Клеммы последовательно подключают к батарее и включают прибор.

Сложность выбора зарядки из адаптера заключается в правильности выбора источника питания. При его использовании возможен перегрев АКБ, и тогда процесс прерывают на некоторое время.

Схожий вариант на видео

Зарядка из диода и лампы накаливания. Схема устройства включает в себя следующие элементы:

Диод, пропускающий ток только в одну сторону. Альтернатива – блок питания ноутбука;
Лампа накаливания, мощностью до 200 В. Чем она больше, тем зарядка проходит быстрее;
Клеммы, повода и штекер.

Перед сборкой устройства желательно посмотреть видео, где показаны особенности подключения деталей и работы зарядного устройства. Так, при верной настройке, лампа будет светиться в пол канала. При полном заряде батареи лампочка может вовсе не гореть. Весь процесс занимает около 10 часов, после чего устройство обязательно отключается, чтобы не вызвать перегрев АКБ.

Один очень простой вариант показан на видео

Защита от неправильной полярности

Чтобы исключить проблему переполюсования контактов, схема прибора должна включать реле и диод, которые не пустят ток в неверном направлении, и неправильный заряд на аккумулятор идти не будет. При соблюдении полярности реле замыкается, и начинается зарядка. Такая схема актуальна для любых типов тиристорных или транзисторных устройств.

Настройка и запуск

Регулировку устройства проводят в процессе зарядки, но правильнее заранее своими руками проверить и настроить участки регулирования и защиты при помощи тестера.

Запуск устройства производят в следующем порядке:

Снятие автомобильного аккумулятора и очистка его от грязи и остатков кислоты.
В АКБ выкручиваются пробки и проверяется уровень электролита. Если необходимо, то производят доливку воды.
Регулятор пуско-зарядного устройства выставляется на нужное показание зарядного тока, контакты подключаются к аккумулятору с соблюдением полярности.
Прибор включается, и в зависимости от степени зарядки АКБ производится периодическая регулировка силы тока до 100% зарядки аккумулятора.

При наличии базовых технических знаний и необходимых деталей можно собрать пуско-зарядное устройство, которое обязательно пригодится автолюбителю, особенно в зимний период.

В заключении еще один интересный вариант устройства

При недостатке опыта всегда можно отыскать видео в сети, где подробно описаны различные зарядные устройства, их схема и процесс сборки. Такой аппарат будет выполнять те же функции, что и произведенный на заводе, но по деньгам обойдется намного дешевле.

Схемы простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Приобрести хороший аппарат не так просто по причине высокой стоимости, а подделок очень много. Для собственников транспортных средств наступление зимнего периода – настоящая пытка по той причине, что аккумуляторы начинают барахлить, выходят из строя. Часто по утрам можно встретить водителей, которые просят «прикурить», вот только не сигарету, а АКБ.

Можно возить с собой портативное зарядное устройство, но не все могут купить такую роскошь. Мобильное ЗУ стоит баснословные суммы, которые не по карману среднестатистическому человеку. О том, как найти выход из положения и что можно смастерить, рассмотрим ниже.

Немного об АКБ

Аккумуляторная батарея необходима автомобилю для того, чтобы дать напряжение с показателем 12,0 Вольт при падении тока от генератора ниже 11,3 Вольт . При отсутствии процесса восстановления (дозарядки) АКБ на свинцовых стенках начинается процесс сульфатации, что приводит к короткому замыканию, потере ёмкости, выходу агрегата из строя.

Чаще всего процесс происходит в зимнее время при частом старте мотора. Вот почему механики настоятельно рекомендуют оставлять технику на ночлег в гараже или крытой стоянке.

Читать еще: Минитрактор своими руками в домашних условиях

Также раз в месяц нужно проводить подзарядку АКБ, а если проживаете в условиях с отрицательными температурами, то лучше два раза. Если вы действительно любите свой автомобиль, то снимите АКБ на ночь и оставьте его до утра в тёплом месте.

Подзарядку следует осуществлять постоянным током, величина которого всегда высчитывается по такой формуле: 0,1 от общей ёмкости батареи . Например, ёмкость АКБ равна 65А , значит, сила тока равна 6,5А .

Но, неоднократные исследования европейского и американского научных центров подтвердили тот факт, что чем меньше сила тока на подзарядке, тем медленнее происходит процесс сульфатации. Иными словами, чем меньше мы даём силу, тем дольше служит аккумулятор.

Автомеханики советуют оставлять батарею на длительный подзаряд на ночь в пределах 2-3 А , не более. Этого вполне будет достаточно для восстановления сил и длительного срока эксплуатации.

Существует и обратная сторона медали, она заключается в процессе десульфатации. То есть, процесс обратный сульфатации. Расписывать принцип его действия можно долго, но вкратце, это когда идёт систематическая перезарядка от стабильного тока.

Например, когда после восстановления заряда 12,8 или 13,3 Вольт , в батарею продолжает поступать ток. В итоге это приводит к закипанию АКБ, пластин, повышению плотности, химический состав электролита меняется, стенки – пластины рушатся.

Современные зарядные и зарядно-пусковые устройства оборудованы специальными датчиками.

Схемы простого зарядного устройства для аккумулятора автомобиля

Сразу отметим, что смастерить можно различной степени сложности зарядку, всё зависит от поставленных целей и мощностных показателей. Зарядное устройство (далее – ЗУ) понадобится каждый день, даже если батарея новая и мощная.

Жизненный пример: поставили машину, забыли выключить магнитолу на ночь, к утру АКБ разряжена. Запустить мотор с утра не получится.

И здесь следует различать: пуск силового агрегата проводится с полуоборота или нужно «маслать» долго и нудно. Это всё к тому, что от этого зависит степень заряда, который следует дать батареи.

Простейший пример: нужен источник постоянного тока с показателем 12 Вольт , а лучше от 12 до 24,5 В . Второй момент: строго ограниченное сопротивление. Подручное средство с такими характеристиками найти несложно.

Во многих семьях имеется портативная техника, цифровые гаджеты. Блок питания в самый раз, вот почему. Напряжение на выходе равно 19,5 вольт , сила тока равна 2,0 А . Внешний штекер – минус, внутренний – плюс.

Ограничителем напряжения может смело выступить автомобильная лампа накаливания. Более мощной перегружать не стоит, так как возможен сбой в работе блока питания.

Далее следует такая схема: входной разъем от блока в качестве минуса – лампа, как ограничитель сопротивления – плюсовая клемма батареи – плюс самого АКБ. В течение одного часа устройство подзарядится так, что силы тока достаточно будет для пуска мотора.

Нет блока питания или жалко использовать его не по назначению, тогда купите один раз выпрямительный диод. Изделие небольшое по размерам и много места не отнимет.

Смастерить ЗУ можно таким способом: снять непосредственно сам аккумулятор с транспортного средства. Создаём цепь, состоящую из точки – розетки ( 220В ) – минусовая сторона диода – сторона со знаком плюс – ограничитель нагрузки – клемма АКБ со знаком минус – плюсовая клемма – вход в 220 В розетки.

Если нет под рукой автолампы, возьмите бытовую лампу на 220В . Достаточно будет 100 Ватт , но не менее. Сила тока будет равна половине ампера. Рассчитать это легко: напряжение умножаем на ток, и будет нам мощность.

За полную ночь такой подзарядки АКБ наберётся сил для прокрутки мотора налегке. Ну, а если вы додумаетесь совместить три лампы подряд, то увеличите силу тока ровно втрое.

Несмотря на такую простоту, неосторожное движение может привести серьёзным последствиям:

перегорит блок питания;

посыплются пластины от замыкания;

прочие нежелательные моменты.

Блок питания для авто

Элементарная схема обычного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора из блока питания выглядит так. Находим сам блок, читаем его величину напряжения, которая колеблется от 5 до 12 Вольт .

У каждой модели разный показатель. Вот на данном этапе многие совершают ошибку, когда не смотрят на показатель. Результат – созданное устройство работает нестабильно, показатели не соответствуют действительности.

Величина в 12 Вольт будет несколько маловата, нужно повысить её до уровня 15 – 16 Вольт . Сделать это можно с помощью подключения стороннего сопротивления в 1,0 кОм . В итоге, изменяем коэффициент передачи и повышаем выходное напряжение.

Самое сложное уже позади, теперь подключаем крокодилы, что это такое объяснять не стоит.

ЗУ трансформаторного типа

Этот вид наиболее распространённый в наше время, так как имеет выше класс безопасности, надёжности, простоты использования. Элементарная схема ЗУ состоит из трансформатора, выпрямительного моста, ограничителя сетевой нагрузки. Через цепь проходит ток большой величины и ограничитель должен быть надёжным и качественным.

Соблюдение безопасности

Любой вид ЗУ должен устойчиво располагаться на огнестойкой поверхности;

обязательно применять индивидуальные средства защиты в виде перчаток, защитных очков, коврика под ноги;

постоянный контроль во время процесса зарядки, хотя бы на начальном этапе тестирования самодельного устройства;

проверять силу тока, напряжение, температуру оборудования. При сильном, нетипичном нагревании, отключить от цепи питания и дать остыть. Найти источник неполадки.